植物光合作用对大气CO2浓度升高的反应

近年来大气中ＣＯ２浓度急剧增加使人们重新对研究ＣＯ２浓度升高对植物光合作用影响感兴趣。预计在未来的１００ａ中,大气ＣＯ２浓度还将不断增长并达到当今的２倍。ＣＯ２排放量的增加不仅加剧了地球上的温室效应,也将改变全球生态系统中碳的平衡。离浓度ＣＯ２对植物光剑作用的影响表现为短期和长期效应。短时间地供给高浓度ＣＯ２促进阿 光合作用,而长时间生长在高浓度ＣＯ２下抒使某些植物光合能力下降,出现了光合适应现象     

臭氧和气溶胶复合污染对杨树叶片光合作用的影响

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

Effects of ozone and aerosol pollution on photosynthesis of poplar leaves

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

大气一氧化碳浓度升高对植物生长的影响

大气ＣＯ２浓度同对植物生长有促进作用,对Ｃ３植物生长的促进作用最大。短期ＣＯ２浓度升高时,植物光和速率增加;在长期ＣＯ２浓度升高条件下,植物光鸽上降并发生光合适应现象。这可能是植物在长期ＣＯ２浓度升高条件下植物源库关系不平衡引起的反馈抑制作用以及营养吸收不能满足光合速率增加的需要所引起Ｒｕｂｉｓｅｏ活必和含量下降。在ＣＯ２浓度升高条件下植物的呼吸也会发生变化,根的分枝和数量增多,根系的分泌量和吸收     

全球CO2浓度变化与植物的化感作用

ＣＯ２浓度升高会使植物同化物在体内的含量和分配发生变化,这种变化会影响到植物的某些生理代谢功能,进而影响植物次生代谢物质的形成和分泌,就大气ＣＯ２浓度升高和温度增加将如何影响植物叶片及根系次生代谢物、化感物质、植物残体腐解以及化感作用进行了论述,同时针对目前研究现状和未来可持续农业的需要提出了大气ＣＯ２浓度变化下植物化感作用的优先研究领域。     

大气CO2浓度升高与森林群落结构的可能性变化

大气ＣＯ２浓度升高的所引起的森林生态系统稳定性的变化会导致森林在结构和功能上的变动,概述了大气ＣＯ２浓度升高和陆地森林生态系统可能性变化之间的相互关系的研究情况。由于大气ＣＯ２浓度升高出现了额外多的Ｃ,供应,讨论了以这些额外多的Ｃ经大气－植物－土壤途径的流动走向,来研究大气ＣＯ２浓度的升高,与森林结构的相互作用,探讨了大气ＣＯ２浓度升高对森林植物生长、冠层结构、引发的生物量增量的分配、凋落物质量和     

CO2 浓度升高对水稻根系分泌物的影响——总有机碳、甲酸和乙酸含量变化

在大气ＣＯ２浓度升高条件下采用水培方法对水稻根系生长及根系分泌物进行了初步研究,ＣＯ２浓度倍增对水培水稻的根系生长具有明显的促进作用,约为７０％,但是根冠比却有所降低,水稻根系单位干重总有机碳,乙酸以及甲酸的释放量在ＣＯ２浓度倍增条件下变化不明显,但是单株奶系分泌物总量,乙酸以及甲酸的释放总量在ＣＯ２倍增处理下明显增加,推测水稻根系分泌物的增加是高浓度ＣＯ２下稻田ＣＨ４排放增加的重要原因之一。     

CO2浓度升高和不同氮源对紫茎泽兰生长及光合特性的影响

大气CO2浓度升高和植物入侵是全世界面临的两大重要问题。CO2浓度升高促进植物的光合作用,但在某些植物中,这种促进作用出现在短期高浓度CO2下,而在长期高浓度CO2处理下消失（称为CO2驯化）,被认为源于高浓度CO2对光呼吸和NO-3同化的抑制。通过比较研究不同形式氮源（全氮、硝态氮）和短期（8 days）、长期（40 days）CO2浓度升高处理对入侵植物紫茎泽兰生理特征的影响,结果表明在全氮供应下,短期和长期CO2浓度升高均促进了紫茎泽兰的光合;氨态氮缺失情况下,长期CO2浓度升高促进紫茎泽兰的光合,而短期CO2浓度升高对紫茎泽兰的光合没有促进作用;缺NH＋4下,短期高浓度CO2提高了叶片叶绿素含量,长期CO2升高又使其回复到正常CO2下的较低水平。这些结果表明紫茎泽兰并不会对长期的CO2升高产生驯化,即长期CO2升高会促进紫茎泽兰的光合作用,而且这一促进作用不受土壤中缺NH＋4的影响。鉴于培养介质中缺NH＋4会导致一些植物产生“CO2驯化”,未来CO2浓度升高情况下,在缺NH＋4的土壤中,紫茎泽兰的竞争力可能会更强。     

大气CO_2浓度升高对植物的直接影响——国外十余年来模拟实验研究之主要手段及基本结论

本文针对国外近十几年来在ＣＯ２浓度升高对植物的直接影响方面所开展的生理生态学研究方法、动态、基本结论、存在问题等内容做了简要的介绍。大气ＣＯ２浓度在过去２００年内已增加了８０μｍｏｌ·ｍｏｌ－１,生长在高ＣＯ２环境下的植物,其生理生态、形态及化学成分等方面将会发生相应的变化。表现在光合作用速率出现不同程度的提高;呼吸作用受抑制;气孔密度减少,水分利用效率增加;生物量及产量增加;一些关键蛋白质及酶、非结构性碳水化合物含量增加;组织中的氮、硫等元素含量降低;根系及花的发育也随ＣＯ２浓度的升高而提前等。不同光合途径（Ｃ３、Ｃ４及ＣＡＭ）及不同植被类型（自然植被、栽培植被）的植物随ＣＯ２浓度发生的上述指标的变化在长期反应与短期反应方面具有很大的差异。另外,实验控制条件如温度、光照、水分、养分甚至实验装置（如花盆）的大小对预测结果也有很大的影响。     

鹅掌楸(Liriodendron chinense)苗期光合特性的研究

用ＣＩＤ－３０１ＰＳ便携式光合作用测定仪的开放系统研究了生长于庐山山地上的鹅掌楸苗期叶片的光合特性及其对遮荫的响应与适应性。结果表明：①在夏季晴天、土壤供水充足的条件下,鹅掌楸苗期向阳叶片的光合速率有明显的午休现象,这可能与气孔限制和光抑制有关。②鹅掌楸苗期的光饱和点为１２００μｍｏｌｐｈｏｔｏｎｓ／ｍ２ｓ左右,光补偿点为２０μｍｏｌｐｈｏｔｏｎｓ／ｍ２·ｓ左右。说明鹅掌楸苗期是具有一定耐荫能力的阳性植物。③鹅掌楸苗期叶片的羧化效率为０．０２左右,ＣＯ２补偿点为６０μｍｏｌ／ｍｏｌ。说明鹅掌楸为Ｃ３型植物。④鹅掌楸向阳叶片的光能利用率较低,约为０．９４％。⑤鹅掌楸苗期叶片的蒸腾速率、气孔阻力和胞间ＣＯ２浓度对遮荫的响应在一天中随时间而变化。⑥逐步回归分析表明：光合有效辐射、气孔阻力和胞间ＣＯ２浓度等对鹅掌楸叶片光合速率的影响最大。     

大豆叶片结构对CO_2浓度升高的反应(英)

应用光学显微镜和扫描电镜研究了ＣＯ２ 浓度对大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍ ａｘ）叶片形态和解剖特征的影响。结果表明,叶片外部形态没有显著变化,而叶片气孔密度随ＣＯ２ 浓度升高呈下降趋势。对照组叶片上下表面和处理组的上表面均无表面角质蜡层,而处理组的下表面覆盖有大量星状的表面角质蜡层,它们在气孔区和非气孔区的数量基本差不多。此外,还发现叶肉中增加了一层栅栏组织,从而使叶片明显增厚。结果证实,ＣＯ２ 浓度增加将促进细胞分裂和表面角质蜡层的产生     

CO2浓度、氮和水分对春小麦光合、蒸散及水分利用效率的影响

研究了不同土壤氮和土壤水分条件下,大气CO2浓度升高对春小麦光合作用、气孔导度、蒸散和水分利用效率的影响。结果表明,CO2浓度升高,干旱处理的春小麦（Triticum aestivum L.）叶片光合作用速率幅度增加大于湿润处理,随着氮肥用量增加光合速率相应增加,而不施氮脂增加有限;干旱处理气孔导度幅度减少大于湿润处理,不施氮肥的大于氮肥充足的CO2浓度升高,干旱处理的蒸散量减少比湿润处理多,不施氮肥的蒸散量减少较为明显;但干旱处理单叶WUE增加大于湿润处理;随着氮肥用量增加,冠层WUE提高,而不施氮肥的冠层WUE最低。因而CO2浓度升高、光合速率增加和蒸散量减少会减缓干旱的不利影响,增强作物对干旱胁迫的抵御能力。     

大气CO_2浓度升高对辣椒光合作用及相关生理特性的影响

研究大气CO_2浓度升高对辣椒光合作用及相关生理特性的影响,揭示大气CO_2浓度变化与辣椒光合作用及生理指标之间的关系,为辣椒的栽培管理及果实加工提供理论参考。利用OTC(open-top chamber)系统,采用盆栽试验,研究CO_2浓度增高200μmol·mol-1对辣椒形态指标、叶片生理指标、光合参数、光合色素、维生素C(Vc)含量、糖类化合物和产量的影响。结果表明:大气CO_2浓度升高促进了辣椒生长,增加株高、产量和植株总生物量。叶片净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)明显提高;开花坐果期气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)增加,结果期气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降;大气CO_2浓度升高促进辣椒叶和辣椒果实中Vc含量的显著升高,叶片中叶绿素和糖类化合物含量也显著增加;CO_2浓度升高能改善辣椒叶片光系统,增加光合作用,促进辣椒代谢物质的积累,有利于辣椒的生长发育。     

人参叶片CO2补偿点及其与光合和呼吸的关系（简报）

人参叶片的ＣＯ２补偿点和呼吸作用在展叶期间随着光合能力和加强而平行下降，叶片完全展开至黄叶期前，ＣＯ２补偿点基本保持稳定，黄叶期后则随着叶片衰老而上升。温度高于１８℃补偿点随温度的增加而增加，水分协迫下ＣＯ２补偿点提高。     

几种热带雨林与荒漠植物暗呼吸作用对高CO_2浓度的响应

使用 Ｌ Ｉ６４００ 便携式光合作用测定系统测定了美国生物圈二号内长期生长在高 Ｃ Ｏ２ 浓度（＞ １５００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ）下 ５种热带雨林植物与 ５ 种荒漠植物暗呼吸强度的变化。结果表明：在 ３５０～４００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ下 ５ 种雨林植物的平均暗呼吸强度为（０５６±０１９）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ;荒漠植物平均为（０９８±０７２）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ。在 Ｃ Ｏ２ 浓度升高时大部分 Ｃ３ 植物暗呼吸作用升高,并呈一定的线形关系。当 Ｃ Ｏ２ 浓度加倍时,雨林植物暗呼吸强度升高６１％ ;荒漠 Ｃ３ 植物升高１３４％ ,而 Ｃ４ 植物变化不明显或略有下降。因而认为,长期高 Ｃ Ｏ２ 浓度可促进 Ｃ３ 植物的暗呼吸作用。     

CO2浓度、氮和水分对春小麦光合、蒸散及水分利用效率的影响

研究了不同土壤氮和土壤水分条件下,大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用、气孔导度、蒸散和水分利用效率的影响.结果表明,CO₂浓度升高,干旱处理的春小麦(Triticum aestivum L.)叶片光合作用速率幅度增加大于湿润处理,随着氮肥用量增加光合速率相应增加,而不施氮肥增加有限;干旱处理气孔导度幅度减少大于湿润处理,不施氮肥的大于氮肥充足的.CO₂浓度升高,干旱处理的蒸散量减少比湿润处理多,不施氮肥的蒸散量减少较为明显;但干旱处理单叶WUE增加大于湿润处理;随着氮肥用量增加,冠层WUE提高,而不施氮肥的冠层WUE最低.因而CO₂浓度升高、光合速率增加和蒸散量减少会减缓干旱的不利影响,增强作物对干旱胁迫的抵御能力.     

大豆叶片结构对CO2浓度升高的反应

应用光学显微镜和扫描电镜研究了ＣＯ２浓度对大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）叶片形态和解剖特征的影响。结果表明,叶片外部形态没有显变化,而叶片气孔密度随ＣＯ２浓度升高呈下降趋势。对照组叶片上下表面和处理组的上表面均无表面角质蜡层,而处理组的下表面覆盖有大量星状的表面角质蜡层,它们在气孔区和非气孔区的数量基本差不多。此外,还发现叶肉中增加了一层栅栏组织,从而使叶片明显增厚,结果证实,ＣＯ２浓度增加将促     

大气中二氧化碳浓度升高对光合作用的影响(下)

ＣＯ２浓度加倍对光合色素含量的影响ＣＯ２浓度加倍有利于植物叶片单位鲜重或单位叶面积的叶绿素和类胡萝卜素含量的提高。叶绿素含量的提高,显然有助于植物捕获更多光能供光合作用所利用。因为在ＣＯ２浓度加倍条件下,植物要充分利用环境资源,增加对ＣＯ２的同化,需要通过增加叶片叶绿素的含量,或扩大叶面积来提高对光能的捕获能力,以满足碳同化时能量的需求。此外,ＣＯ２浓度加倍;能降低叶绿素ａ／ｂ比值,说明它更有利形成叶绿素ｂ。以含等量叶绿素的叶绿体所作的实验表明,来自生长在ＣＯ２浓度加倍条件下的植物叶绿体,对光能…     

CO2倍增对3种禾本科植物叶绿体超微结构的影响

本对ＣＯ２正常浓度（３５０μＬ／Ｌ）倍增（７００μＬ／Ｌ）条件下,小麦、水稻和高粱等３种禾本科植物叶肉及维管束鞘细胞中叶绿体的数目,叶绿体的超微结构等进行了比较研究。在光镜和透射电镜下的观测结果表明：高浓度ＣＯ２可促进３种禾本科植物叶绿体的发育,使之数量增多、体积增大;叶绿体中淀粉粒积累增多、体积增大。其中,Ｃ４植物的高粱叶绿体中淀粉粒数量明显增加,而叶绿体光合膜的结构却受到很大破坏;Ｃ３植物的小     

旅游和工业化对亚热带森林地区大气环境质量及两种木本植物叶绿素荧光特性的影响

研究了旅游、工业化等不同类型的人类活动对亚热带森林大气ＣＯ２、ＳＯ２、ＮＯｘ浓度及两种木本植物———木荷（ＳｃｈｉｍａｓｕｐｅｒｂａＧａｒｄｎ．ｅｔＣｈａｍｐ．）和马尾松（ＰｉｎｕｓｍａｓｏｎｉａｎａＬａｍｂ．）叶绿素荧光特性的影响。结果表明,不同形式人类活动使森林中大气ＣＯ２浓度上升了１７～３０μｍｏｌ·ｍｏｌ－１,ＮＯｘ化合物的浓度上升了５～２０ｎｍｏｌ·ｍｏｌ－１,ＳＯ２浓度上升了２～１９ｎｍｏｌ·ｍｏｌ－１。森林大气中ＣＯ２、ＮＯｘ、ＳＯ２浓度随着人类活动的加强而升高。木荷和马尾松叶片Ｆｖ／Ｆｍ、ΦＰＳⅡ和稳态下的ｑＰ随人类活动加强而下降,其下降趋势与ＣＯ２、ＳＯ２、ＮＯｘ的上升趋势相一致。